Но как бы ни эволюционировали часы, их функция не меняется с каменных кругов эпохи палеолита. Они существовали для того, чтобы отмечать движение земли вокруг оси и ее вход и выход из зоны солнечного света. Вот почему до наших дней стрелки на часах все так же вращаются вокруг центральной оси, как тень двигалась по кругу на солнечных часах, и в полдень, когда солнце стоит в самой высокой точке, стрелки оказываются в верхней точке циферблата.

Механика времени

Механика времени

Первые механические часы, в которых есть часовой механизм, а не солнечная тень, были созданы в Китае в 725 году н. э. Поначалу даже в механических часах использовали воду или песок, чтобы они показывали время. Эти системы были намного сложнее, чем обычные водяные часы, так как вода вращала механизм часов наподобие колеса водяной мельницы. В конце концов эти системы заменили более надежными и менее мокрыми системами гирь и блоков. Но настоящим механическим часам необходим источник энергии, а батарейки еще не придумали.

Так что же делать?

Давайте вспомним физику. Кинетическая энергия – это энергия движения. Потенциальная энергия – это энергия, которой объект обладает благодаря своему положению (то есть все наготове и ждет только отмашки). Натянутая тетива лука обладает потенциальной энергией, которая превратится в кинетическую энергию, когда стрела будет пущена. На вершине водопада вода обладает потенциальной энергией, которая будет выпущена при падении воды, и ее можно использовать для вращения водяного колеса.

Есть два разных вида потенциальной энергии: гравитационная (энергия при взаимном расположении тел) и энергия упругой деформации. Падающая вода, которая вращает водяное колесо, – это пример гравитационной потенциальной энергии. Она использует эффект гравитации, чтобы передвигать предмет с одного места на другое. Лук и тетива – это пример энергии упругой деформации. В систему необходимо вложить энергию, растянув или сжав ее, чтобы возникла потенциальная энергия. Когда вы натягиваете тетиву лука, вы вкладываете энергию в систему, создавая потенциальную энергию упругой деформации. Когда вы отпускаете стрелу, потенциальная энергия превращается в кинетическую.

Вне зависимости от того, какой вид потенциальной энергии использует часовщик – маятник или пружину, – необходим механизм, который будет получать эту энергию и превращать ее в кинетическую, то есть в энергию движения. В механических часах этот механизм называется спуском, или анкерным механизмом. Когда маятник раскачивается взад и вперед, соединенный с ним рычаг постоянно вращает колесико.